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他认为引力不再是相互作用的概念

时间:2019-01-04 09:40

来源:未知作者:admin点击:

  在地球的另一端,我们中国也正处于一个伟大的文明时期,就是汉朝。有一位伟大的天象学家就是张衡。张衡他出生在天象观测世家,他有着得天独厚的条件去积累前人的数据,最后制成了一个浑天仪,推翻了中国过去所持有的所谓天圆地方的理论。在人类文明史上长达1300多年的时间里,人类对宇宙的认识一直是被地心说和浑天说所统治。
 
  另一个重要的历史时期就是文艺复兴时期。大航海时代的开始,使当时人类对于科技的需求不断提高,很快他们把望远镜技术应用到天文观测。那时涌现了一大批天文学家,也是天文学作为现代科学最早兴起的第一个学科。当时哥白尼指出,如果坚持地心说,很多现象是没有办法解释的,比如经常开玩笑说我最近运气不太好,喝凉白开也塞牙缝,是犯了“水逆”。“水逆”是因为我们强行把我们的世界中心放在地球上,认为水星围绕地球转才看到了违反常识的现象。但如果把我们世界中心从地球稍稍往旁边挪那么一点点,挪到太阳这里,我们发现这些问题就迎刃而解了。哥白尼去世之后,一百年之后又一位非常伟大的天才,就是牛顿诞生了。牛顿用他的一生,创造了牛顿三大定律,还创造了微积分,最后形成了牛顿力学。当时,牛顿力学非常成功地解释了日心说,以太阳为中心,八大行星围绕太阳运动的体系,最终又形成了新的人类宇宙观和世界观。
 
  这个局面一直到上世纪初被另外一个人类天才所挑战,在1905年的时候,这位天才提出了相对论时空观的概念。大家应该都非常熟悉爱因斯坦提出的质能方程。他认为物质的质量是一种能量,是能量存在的一种形式。之后又花了十年把这个概念进行升级,到了1915年,爱因斯坦把狭义相对论升级到了广义相对论。
 
  而广义相对论的观点认为物质的质量可以使我们周边的时空发生扭曲,他认为引力不再是相互作用的概念,而是因为时空弯曲才体现出的现象。中国的一位伟大科学家杨振宁在2005年世界物理年对这项工作做了一个评论,他说洛伦兹提出相对论的数学公式,但是并没有给出物理解释;庞加莱在哲学上讨论相对论的意义,但是依然不明白相对论的物理含义;真正懂得相对论物理意义的人,只有那位26岁的年轻专利局小职员,就是这个可爱的小老头爱因斯坦。爱因斯坦提出了伟大的相对论时空观,之后我们人类很快就发展出来了一个新的宇宙观,我说的很快是指过去一百年,一百年的时间里我们努力研究宇宙的演化,形成了热大爆炸宇宙学说,这个学说成为了人类新的时空观和宇宙观。
 
  热大爆炸宇宙说描述了我们宇宙在过去138亿年的演化历史。其中有两个名词,一个是“暴涨(inflation)”,另一个是“宇宙微波背景辐射”。 “暴涨”,这个名词来自于经济学。“暴涨”指的是宇宙在138亿年前,时空奇点大爆炸之后,大约经历了10的负32次方秒的时间,宇宙体积放大了10的80次方倍,这是前所未有的一次剧烈放大。在暴涨前的一个原子结构大小,在暴涨之后,放大到跟太阳系整个体积大小一样的量级。发生这么早宇宙演化过程,就是我们所认为的宇宙起源的一种可能性。
 
  这个学说认为暴涨场导致了暴涨过程的发生。在上世纪80年代的时候,该学说成功地在宇宙微波背景辐射即所谓“宇宙的藏宝图”中,预言了宇宙微波背景辐射当中温度的涟漪。暴涨理论与90年代美国发射的空间卫星的观测结果惊人的一致,也就是说这个理论得到了实验上强有力的支持。
 
  但是,不论是热大爆炸宇宙学说,还是升级版的暴涨学说,都没有办法逃避一个问题,那就是认为宇宙来自于一个时空奇点。宇宙的温度、能量密度、压强,以及其他你所能想象的物理参量,在那一时刻都是发散,都是无穷大的。物理上我们很难接受无穷大的存在。有一些物理学家和天文学家会认为会存在着其他不同的宇宙起源,比如认为宇宙经过了漫长的收缩时期,然后又开始膨胀,建立了反弹宇宙学。这个学说也认为存在一个标量的物质场,经历不断的震荡演化,驱动了收缩的过程。这个学说也可以解释宇宙微波背景辐射上温度的涟漪。
 
  什么是宇宙微波背景辐射?宇宙微波背景辐射是宇宙中的藏宝图,宇宙大爆炸之后,38万年的时候给自己做了自拍。为什么这么说?大家想象一下,宇宙曾经有非常高的温度,在那种环境下,宇宙中的物质无法以我们熟悉的分子,原子的结构去存在,而是以带电离子的形式存在。那个时候的宇宙看上去像一锅粥一样。宇宙的膨胀耗散了宇宙自己的能量,等到宇宙的温度降低到某个临界温度以下的时候,宇宙中的质子和电子会形成稳定中性的氢原子,如同上帝说要有光,于是我们有了光。那个时刻宇宙发出的光如同脱缰野马一般狂奔,一直到被智慧生命,比如地球上的人类所捕获。这就是宇宙微波背景辐射的由来。
 
说到考古,大家经常想到的是关于人类起源的考古,今天我们考古学家发现数百万年前保存非常完整人类骸骨的化石,是一位女性,我们给她起名叫Lucy,距今6万年前,来自非洲。他们不断挑战世界观的边界。那个时候我们对世界的认知非常有限,体现在地理上的约束上。他们不断地想走出非洲,走向世界,才有了今天:我们人类成为了地球的霸主。
 
  人类文明史上也出现过很多非常辉煌的文明,比如2300年前的欧洲出现了非常伟大的文明:古希腊文明。有一位哲学家被誉为智慧的集大成者,就是亚里士多德。他是一个非常天才的人,不仅集成了老师柏拉图所强调的教学概念,他还强调了科研的态度。
 
  当时,亚里士多德不仅兴建各种图书馆、博物馆,继承前人已知的知识外,还去兴建实验室,天文台,去观测当时他们所看到的一切物理现象和天体现象。于是,他发掘新的知识,创造了雅典学派或者说逍遥学派。他认为我们人类生活在一个球体上,就是地球。他认为地球是宇宙的中心,也就是所谓的地心说。他死后大约300多年,欧洲文明进入到了古罗马时期。古罗马时期也出现了一位哲学家,就是托勒密。托勒密继承了这样的观点,发展出成体系的地心学说。
 
  
 
  
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